JP2006343443A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液体を電極間で移動させて表示を行なう表示装置に関する。 The present invention relates to a display device that performs display by moving a liquid between electrodes.
液体を電極間で移動させて表示を行なう従来の表示装置には、1画素を構成する容器内に着色液体(誘電体)および気泡を封入し、容器の一方側の外面に互いに対向して設けられた一対の第1の電極に電圧が印加されると、静電力により、着色液体を容器内の一方側に移動させるとともに、気泡を容器内の他方側に移動させ、容器の他方側の外面に互いに対向して設けられた一対の第2の電極に電圧が印加されると、静電力により、着色液体を容器内の他方側に移動させるとともに、気泡を容器内の一方側に移動させ、容器の一方側のみを視認可能な画素とすることにより、表示を行なうようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional display device that performs display by moving liquid between electrodes, a colored liquid (dielectric material) and bubbles are sealed in a container constituting one pixel, and are provided opposite to each other on the outer surface of one side of the container. When a voltage is applied to the pair of first electrodes, the colored liquid is moved to one side in the container by an electrostatic force, and the bubbles are moved to the other side in the container. When a voltage is applied to the pair of second electrodes provided opposite to each other, the electrostatic force moves the colored liquid to the other side in the container and moves the bubbles to one side in the container. There is one in which display is performed by making visible pixels on only one side of the container (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記従来の表示装置では、例えば、容器の一方側の一対の第1の電極に電圧が印加され、静電力により、着色液体を容器内の一方側に移動させるとともに、気泡を容器内の他方側に移動させ、着色液体の色自体による色表示としている状態において、一対の第1の電極への電圧の印加を停止すると、静電力が消失するので、着色液体を容器内の一方側に移動させた状態を維持することができず、着色液体が容器内の他方側に向かって勝手に移動し、着色液体の色自体による色表示状態がくずれてしまう。したがって、着色液体の色自体による色表示状態(および白色表示状態)を維持するには、一対の第1の電極(および一対の第2の電極)に電圧を印加し続けなければならず、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。 By the way, in the conventional display device described above, for example, a voltage is applied to the pair of first electrodes on one side of the container, the colored liquid is moved to one side in the container by electrostatic force, and the bubbles are moved into the container. In the state of moving to the other side and displaying the color of the colored liquid itself, if the voltage application to the pair of first electrodes is stopped, the electrostatic force disappears, so the colored liquid is moved to one side in the container. The moved state cannot be maintained, and the colored liquid moves freely toward the other side in the container, and the color display state due to the color of the colored liquid itself is lost. Therefore, in order to maintain the color display state (and white display state) by the color of the colored liquid itself, it is necessary to continue to apply a voltage to the pair of first electrodes (and the pair of second electrodes). There is a problem that electric power becomes large.
そこで、この発明は、消費電力を低減することができる表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a display device that can reduce power consumption.
この発明は、上記目的を達成するため、表示装置において、表面側基板と裏面側基板とその間に設けられた側壁とによって囲まれた1画素を構成する空間と、前記空間内において前記表面側基板と前記裏面側基板との間に設けられ、前記空間を表面側空間および裏面側空間に分離する電気浸透膜と、前記表面側空間と前記裏面側空間の一部に封入された誘電体からなる液体と、前記電気浸透膜の表面および裏面に設けられ、前記液体の通過を制御する表面側電極および裏面側電極と、を備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a display device, a space constituting one pixel surrounded by a front surface side substrate, a back surface side substrate, and a side wall provided therebetween, and the front surface side substrate in the space And an electric osmosis membrane that separates the space into a front-side space and a back-side space, and a dielectric encapsulated in a part of the front-side space and the back-side space. It is provided with the liquid and the surface side electrode and back surface side electrode which are provided in the surface and back surface of the said electroosmosis membrane, and control the passage of the said liquid.
この発明によれば、表面側電極および裏面側電極に電圧を印加し、電気浸透膜の表面側と裏面側との間に生じる電位差による下向きまたは上向きの駆動力により、電気浸透膜を介して表面側空間内または裏面側空間内の液体を裏面側空間内または表面側空間内に移動させて、表示を切り換えた後に、表面側電極および裏面側電極への電圧の印加を停止しても、電気浸透膜の表面側と裏面側との間に生じていた電位差による下向きまたは上向きの駆動力が消失するだけであり、切り換えた表示状態を維持することができ、したがって表示内容を変えない限りは電力を加える必要はなく、消費電力を低減することができる。 According to the present invention, a voltage is applied to the front surface side electrode and the back surface side electrode, and the surface is passed through the electroosmotic membrane by a downward or upward driving force due to a potential difference generated between the front surface side and the back surface side of the electroosmotic membrane. After the liquid in the side space or the back side space is moved to the back side space or the front side space and the display is switched, Only the downward or upward driving force due to the potential difference generated between the front and back sides of the osmotic membrane disappears, and the switched display state can be maintained. Therefore, power consumption can be reduced.
(第1実施形態)
図1はこの発明の第1実施形態としての表示装置の1画素部分の白色表示状態を示す断面図である。この表示装置は、ガラスや樹脂などの無色透明な材料からなる平面方形状の表面側透明板(基板)1および裏面側(透明)板(基板)2を備えている。なお、表面側透明板1の側から視認する反射型表示装置などの場合、裏面側(透明)板2は必ずしも無色透明である必要はない。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a white display state of one pixel portion of a display device as a first embodiment of the present invention. This display device includes a flat rectangular front surface side transparent plate (substrate) 1 and a back surface side (transparent) plate (substrate) 2 made of a colorless and transparent material such as glass or resin. In the case of a reflective display device or the like visually recognized from the front side
表面側透明板1および裏面側(透明)板2は互いに対向して配置され、その間の周囲には側壁3(表面側側壁3a、裏面側側壁3b)が設けられている。そして、表面側透明板1、裏面側(透明)板2および側壁3により囲まれた空間により、1画素を構成する空間4が形成されている。
The front surface side
空間4内において表面側透明板1と裏面側(透明)板2との間の中央部には電気浸透膜5が設けられている。電気浸透膜5は、極めて細いシリカからなるチューブ5a内に複数のシリカ繊維を撚って糸状としたもの(図示せず、以下、シリカ糸という)が挿入されたものを多数配列し、その間にシリコーンゴムなどからなる充填材(または接着剤(図示せず))を充填した構造となっている。
In the
この場合、シリカ糸の長さおよび直径はチューブ5aの長さおよび内径とほぼ同じとなっている。また、シリカ糸を構成する複数のシリカ繊維の合計断面積はチューブ5a内の断面積の約半分となっており、チューブ5a内を液体が通過することができるようになっている。チューブ5aは、シリカつまり酸性の活性材料からなり、その内壁面と接触する液体を正に帯電させる作用を有する。ただし、この場合、チューブ5aの内壁面と接触する液体の極めて薄い層のみが正に帯電する。そこで、シリカ糸は、その各シリカ繊維と接触するより多くの液体を正に帯電させるためのものである。
In this case, the length and diameter of the silica yarn are substantially the same as the length and inner diameter of the
電気浸透膜5の表面および裏面には表面側電極6および裏面側電極7が設けられている。この場合、表面側電極6および裏面側電極7は、液体の通過を許容するために、網状となっている。また、特に、表面側電極6は、白色の導電材料、あるいは、銅線などの表面に白色被膜が設けられたものからなっている。
A front-
ここで、空間4は、電気浸透膜5によって表面側空間4aおよび裏面側空間4bに分離されている。すなわち、表面側透明板1、電気浸透膜5および表面側側壁3aによって囲まれた空間によって表面側空間4aが形成され、裏面側(透明)板2、電気浸透膜5および裏面側側壁3bによって囲まれた空間によって裏面側空間4bが形成されている。この場合、表面側空間4aの容積と裏面側空間4bの容積とはほぼ同じとなっている。すなわち、表面側透明板1と電気浸透膜5との間隔と、裏面側(透明)板2と電気浸透膜5との間隔とは、ほぼ同じとなっている。
Here, the
電気浸透膜5が設けられた部分における図1の左側には、両空間4a、4bを連通するスリット状の通気孔8が設けられている。そして、図1に示す後述する白色表示状態では、裏面側空間4b内の通気孔8に対応する領域以外につまり電気浸透膜5に対応する領域に黒色のメタノール溶液などの液状誘電体からなる液体9が封入され、裏面側空間4b内の通気孔8に対応する領域、通気孔8内および表面側空間4a内に空気が封入されている。この場合、裏面側空間4b内に封入された液体9の通気孔8側の端面は、表面張力により、メニスカスが形成され凹んでいる。
On the left side of FIG. 1 in the portion where the
次に、この表示装置の表示動作について説明する。図1に示す状態において、両電極6、7に第1の条件で電圧が印加され、すなわち、表面側電極6に負側の電圧が印加され、裏面側電極7に正側の電圧が印加されると、電気浸透膜5の表面側と裏面側との間に生じる電位差による上向きの駆動力により、裏面側空間4b内の液体9が網状の裏面側電極7、電気浸透膜5および網状の表面側電極6を介して表面側空間4a内に移動し始める。
Next, the display operation of this display device will be described. In the state shown in FIG. 1, a voltage is applied to both
この場合、まず、図2に示すように、裏面側空間4b内の液体9の量がある程度減少して、裏面側空間4b内の液体9の通気孔8側の凹んだ端面が右側にある程度移動し、それに応じて、裏面側空間4b内の液体9が網状の表面側電極6の隙間を含むその上側にある程度移動して来ると、表面エネルギーの関係で、液体9が表面側側壁3aの右側の内面および紙面垂直方向両側の内面(ただし、通気孔8近傍の内面を除く)にぬれ広がって行き、さらにそれらに隣接する表面側基板1の内面にぬれ広がって行く。
In this case, first, as shown in FIG. 2, the amount of the
次に、図3に示すように、裏面側空間4b内の液体9の量がさらに減少して、裏面側空間4b内の液体9の通気孔8側の凹んだ端面がさらに右側に移動し、それに応じて、裏面側空間4b内の液体9がさらに表面側空間4a内に移動して来ると、液体9が表面側基板1の内面にぬれ広がって行き、表面側空間4a内の右側の部分に液体9が充満され、この充満された液体9の通気孔8側に凹んだ端面が形成される。
Next, as shown in FIG. 3, the amount of the
そして、さらに図4に示すような状態を経由して、最終的には、図5に示すように、表面エネルギーの関係で、表面側空間4a内の通気孔8に対応する領域以外につまり電気浸透膜5に対応する領域全体に液体9が充満され、この充満された液体9の通気孔8側の端面が凹んだ状態となる。なお、表面側空間4a内の空気は、裏面側空間4b内から表面側空間4a内への液体9の移動に応じて、通気孔8を介して裏面側空間4b内に移動する。
Then, further through the state shown in FIG. 4, finally, as shown in FIG. 5, the area other than the region corresponding to the
一方、図5に示す状態において、両電極6、7に第2の条件で電圧が印加され、すなわち、表面側電極6に正側の電圧が印加され、裏面側電極7に負側の電圧が印加されると、電気浸透膜5の表面側と裏面側との間に生じる電位差による下向きの駆動力により、表面側空間4a内の液体9が網状の表面側電極6、電気浸透膜5および網状の裏面側電極7を介して裏面側空間4b内に移動し始める。
On the other hand, in the state shown in FIG. 5, a voltage is applied to both the
この場合、まず、図6に示すように、表面側空間4a内の液体9の量がある程度減少して、表面側空間4a内の液体9の通気孔8側の凹んだ端面が右側にある程度移動し、それに応じて、表面側空間4a内の液体9が網状の裏面側電極7の隙間を含むその下側にある程度移動して来ると、表面エネルギーの関係で、液体9が裏面側側壁3bの右側の内面および紙面垂直方向両側の内面(ただし、通気孔8近傍の内面を除く)にぬれ広がって行き、さらにそれらに隣接する裏面側基板2の内面にぬれ広がって行く。
In this case, first, as shown in FIG. 6, the amount of the
次に、図7に示すように、表面側空間4a内の液体9の量がさらに減少して、表面側空間4a内の液体9の通気孔8側の凹んだ端面がさらに右側に移動し、それに応じて、表面側空間4a内の液体9がさらに裏面側空間4b内に移動して来ると、液体9が裏面側基板2の内面にぬれ広がって行き、裏面側空間4b内の右側の部分に液体9が充満され、この充満された液体9の通気孔8側に凹んだ端面が形成される。
Next, as shown in FIG. 7, the amount of the
そして、さらに図8に示すような状態を経由して、最終的には、図1に示すように、表面エネルギーの関係で、裏面側空間4b内の通気孔8に対応する領域以外につまり電気浸透膜5に対応する領域全体に液体9が充満され、この充満された液体9の通気孔8側の端面が凹んだ状態となる。なお、裏面側空間4b内の空気は、表面側空間4a内から裏面側空間4b内への液体9の移動に応じて、通気孔8を介して表面側空間4a内に移動する。
Further, through the state as shown in FIG. 8, finally, as shown in FIG. 1, in addition to the region corresponding to the
次に、図1および図5にそれぞれ示す状態における表示状態について説明すると、図1に示す状態では、表面側透明板1の表面側から入射された外光が表面側透明板1を透過して白色の表面側電極6で反射され、この反射光が上記とは逆の光路を経て表面側透明板1の表面側に出射され、白色表示となる。一方、図5に示す状態では、表面側透明板1の表面側から入射された外光が表面側透明板1を透過して黒色の液体9で吸収され、黒色表示となる。
Next, the display state in the state shown in FIGS. 1 and 5 will be described. In the state shown in FIG. 1, external light incident from the surface side of the surface side
ところで、この表示装置では、液体9を表面側空間4a内または裏面側空間4b内に一旦移動させてしまうと、その状態を維持するのに各電極6、7に電圧を印加する必要はない。すなわち、例えば、各電極6、7への印加電圧を同電位(例えば0V)にした場合、あるいは、電圧の印加を停止(オープンに)した場合には、電気浸透膜5の表面側と裏面側との間に生じていた電位差による上向きまたは下向きの駆動力が消失するだけであり、表面側空間4a内または裏面側空間4b内に移動し終えた液体9はその空間内に留まり、表示状態を維持することができる。したがって、この表示装置では、表示内容を変えない限りは電力を加える必要はなく、消費電力を低減することができる。また、液体9としてメタノール溶液を用いた場合には、高電圧にしても、水溶液よりも電気分解が起こりにくいので、好ましい。
By the way, in this display device, once the liquid 9 is moved into the front
(第2実施形態)
図9はこの発明の第2実施形態としての表示装置の1画素部分の白色表示状態を示す断面図である。この表示装置において、図1に示す表示装置と異なる点は、表面側透明板1の内面に、サンドブラスト加工やマイクロブラスト加工などにより、細かな凸凹面1aを形成した点である。この場合、表面側電極6を白色とする必要はない。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a sectional view showing a white display state of one pixel portion of a display device as a second embodiment of the present invention. This display device is different from the display device shown in FIG. 1 in that fine
そして、図9に示すように、裏面側空間4b内の所定の箇所に液体9が充満された状態では、表面側透明板1の表面側から入射された外光が表面側透明板1を透過して表面側透明板1の凸凹面4と表面側空間4a内の空気との界面で散乱反射され、この散乱反射光が上記とは逆の光路を経て表面側透明板1の表面側に出射され、白色表示となる。一方、図10に示すように、表面側空間4a内の所定の箇所に黒色の液体9が充満された状態では、表面側透明板1の凸凹面4での散乱反射は起こらず、表面側透明板1の表面側から入射された外光が表面側透明板1を透過して黒色の液体9で吸収され、黒色表示となる。
Then, as shown in FIG. 9, in a state where the
(その他の実施形態)
上記第1実施形態において、表面側電極6の色と液体9の色とは互いに異なるものであればよく、例えば、表面側電極6は黒色、青色、赤色などとし、液体9は白色としてもよい。この場合、図1に示す状態では、表面側電極6の色による色表示となり、図5に示す状態では、液体9の色による白色表示となる。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the color of the
また、上記第2実施形態において、液体9は無色透明なメタノールやメタノール溶液などとし、表面側電極6は黒色、青色、赤色などとしてもよい。この場合、図9に示す状態では、凸凹面1aでの散乱反射により、白色表示となり、図10に示す状態では、凸凹面1aでの散乱反射は起こらず、表面側電極6の色による色表示となる。
In the second embodiment, the
また、上記各実施形態において、表面側電極6および裏面側電極7は網状であるとして説明したが、部分的に液体の通過を許容する構造になっていればよく、例えば、スリットを備えた短冊状に配設されたようなものであってもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the
1 表面側透明板(基板)
1a 凸凹面
2 裏面側(透明)板(基板)
3 側壁
3a 表面側側壁
3b 裏面側側壁
4 空間
4a 表面側空間
4b 裏面側空間
5 電気浸透膜
5a チューブ
6 表面側電極
7 裏面側電極
8 通気孔
9 液体
1 Surface side transparent plate (substrate)
1a
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3
Claims (5)
前記空間内において前記表面側基板と前記裏面側基板との間に設けられ、前記空間を表面側空間および裏面側空間に分離する電気浸透膜と、
前記表面側空間と前記裏面側空間の一部に封入された液体と、
前記電気浸透膜の表面および裏面に設けられ、前記液体の通過を制御する表面側電極および裏面側電極と、
を備えることを特徴とする表示装置。 A space constituting one pixel surrounded by a front surface side substrate, a back surface side substrate, and a side wall provided therebetween;
An electroosmotic membrane provided between the front surface side substrate and the back surface side substrate in the space, and separating the space into a front surface side space and a back surface side space;
A liquid sealed in a part of the front side space and the back side space;
Provided on the front and back surfaces of the electroosmotic membrane, the front surface side electrode and the back surface side electrode for controlling the passage of the liquid,
A display device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005167712A JP2006343443A (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005167712A JP2006343443A (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Display device |
Publications (1)
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---|---|
JP2006343443A true JP2006343443A (en) | 2006-12-21 |
Family
ID=37640466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005167712A Pending JP2006343443A (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Display device |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2006343443A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2007007879A1 (en) * | 2005-07-14 | 2009-01-29 | シャープ株式会社 | Display element and electric device using the same |
-
2005
- 2005-06-08 JP JP2005167712A patent/JP2006343443A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2007007879A1 (en) * | 2005-07-14 | 2009-01-29 | シャープ株式会社 | Display element and electric device using the same |
JP4608546B2 (en) * | 2005-07-14 | 2011-01-12 | シャープ株式会社 | Display element and electric device using the same |
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